有机试剂结构与性质的研究(X)——偶氮苯衍生物结构与吸收光谱的研究

本文应用PPP-SCF-CI法计算了偶氮苯衍生物的结构,发现偶氮苯衍生物波长最大的吸收峰(相应于电子从基态向第一激发态跃迁)是分子内荷移光谱,这些吸收峰的计算值与实验值完全一致.此外,还根据PPP计算结果研究了取代基对吸收光谱的影响.     

Triarylborane π-electron systems with intramolecular charge-transfer transitions

The incorporation of B element into π-conjugated system is an efficient strategy to tune the steric and electronic structure and thus optoelectronic properties of π-electron systems.The vacant p orbital on the tricoordinate B center makes it exhibit several electronic and steric features,such as electron-accepting ability through p-π~* conjugation,the high Lewis acidity to coordinate with Lewis bases,as well as the steric bulk arising from the aryl substituent on the B center to get enough kinetic stability.As a result,the boryl group is a very unique electron acceptor.When an electron-donating amino group is present,the triarylboranes would display intense intramolecular charge transfer transitions,which lead to interesting optoelectronic properties and great utilities.This short review summarizes the recent progress in π-electron systems,which contain both B and N elements and thus display intramolecular charge-transfer transitions.The triarylboranes are introduced based on their structural features,including the linear π-system with boryl and amino groups at the terminal positions,the lateral borylsubstituted π-system with amino groups at the terminal positions,the biphenyl π-system with an amino and a boryl groups at o,o'-positions,nonconjugated U- and V-shaped π-system,macrocylcic π-system with B and N embedded in the ring,B,N-bridged ladder-type π-system,as well as the polycyclicπ-system with B embedded in the center.     

芘基丁酸键合硅胶固定相对含π电子物质的高效液相色谱分离研究

通过芘基丁酸键合硅胶固定相对含π电子物质的分离研究, 考察了该固定相的色谱性能. 结果表明, 该固定相不仅具有疏水作用和电荷转移性能, 还具有很强的平面识别能力, 可很好地分离烷基苯、 稠环芳烃及取代硝基苯等各种含π电子物质， 且在pH 3.5～7.0 时化学稳定性能良好, 硅醇基效应得到了很好的抑制, 可有效地用于碱性化合物的分离分析.     

8-羟基喹啉银(铂)金属配合物电子光谱与非线性光学性质

运用密度泛函理论B3LYP方法对8-羟基喹啉(银、铂)(AgQ、PtQ₂)金属配合物及其衍生物的非线性光学性质进行理论计算研究. 结果表明: 引入取代基使铂配合物的最强吸收波长产生较大红移. 最低能量跃迁吸收来自最高占据分子轨道(HOMO)到最低空分子轨道(LUMO)的d→π^*和π→π^*跃迁, 属于金属配体电荷转移(MLCT)与配体配体电荷转移(LLCT). 金属银和铂掺杂8-羟基喹啉使其三阶非线性光学系数γ值明显增大, 并且在配合物上引入―Ph, ―PhOCH₃, ―PhF₂, ―PhF₅基团将进一步增大γ值. 引入基团的供电子性越强, γ值增大的幅度越大, 引入基团的吸电子性越强, γ值增大的幅度越小.     

分子间作用力构筑的具有柔性结构的醋氯芬酸多聚物: 晶体结构, 热稳定性, 溶解度和DFT计算

非甾体类抗炎药物醋氯芬酸(ACF)的水溶性差, 导致其生物利用度较低. 本文制备了三种多聚物, 分别是醋氯芬酸与4,4'-联吡啶(BIPY)共晶(1), 与3-氨基苯甲酸(3-ABA)盐(2)和与二甲基亚砜(DMSO)的溶剂化物(3), 利用红外光谱、粉末X射线衍射和单晶X射线衍射对它们的结构进行了表征. 结果表明, 化合物1-3的超分子结构是通过氢键、C―H…π和π…π堆积作用构筑而成, 三个多聚物具有良好的热稳定性. 从热力学角度分析和密度泛函理论(DFT)计算说明ACF在化合物3中的构象比其在化合物1和2中更稳定. 此外, ACF形成共晶、盐和溶剂化物后有效提高了其溶解度.     

杯[8]芳烃键合硅胶固定相的制备、表征及色谱性能

杯芳烃通过疏水Π-Π、氢键和静电等作用能与中性分子及离子形成包合物,在离子选择性电极、催化、分离和酶模拟等领域受到关注.已报道的杯芳烃键合固定相的制备方法^[1～3]都是先合成含杯芳烃硅烷化试剂,然后通过硅胶硅烷化反应制备键合固定相.其制备路线反应过程长,各种有机中间体纯化操作复杂.前文[4]曾以氯丙基键合硅胶为中间体,通过固相连续反应制备了氮杂冠醚键合硅胶固定相.本文采用固相连续反应制备了一种新型的对-叔丁基杯^[8]芳烃键合固定相,通过元素分析、红外光谱等手段获得键合相分子结构信息,以多环芳烃和二取代苯位置异构体为溶质,对固定相的色谱性能及保留机理进行了研究.     

多金属氧酸盐四硫富瓦烯衍生物荷移盐超薄导电膜(英)

0IntroductionThecharge鄄transfer(CT)saltsbasedplanarπ鄄electrondonorETasaclassofmolecule鄄basedmate鄄rialshavebeenstudiedextensivelyinthepasttwentyyears,becauseoftheirmetallicconductivityandevensuperconductivity[1~6].Inrecentyears,polyoxometalateshaveatt     

Dynamic salt effect on intramolecular charge-transfer reactions

The dynamic salt effect in charge-transfer reactions is investigated theoretically in this paper. Free-energy surfaces are derived based on a nonequilibrium free-energy functional. Reaction coordinates are clearly defined. The solution of the reaction-diffusion equation leads to a rate constant depending on the time correlation function of the reaction coordinates. The time correlation function of the ion-atmosphere coordinate is derived from the solution of the Debye-Falkenhagen equation. It is shown that the dynamic salt effect plays an important role in controlling the rate of charge-transfer reactions in the narrow-window limit but is balanced by the energetics and the dynamics of the polar-solvent coordinate. The simplest version of the theory is compared with an experiment, and the agreement is fairly good. The theory can also be extended to charge-transfer in the class of electrolytes that has come to be called "ionic fluids."     

新型铱(Ⅲ)配合物有机磷光材料的合成及性能研究

以苯甲酰氯及其衍生物、邻氨基苯硫酚等为原料, 通过与无水三氯化铱及乙酰丙酮配合, 合成了一系列新型的取代2-苯基苯并噻唑合铱(Ⅲ)的乙酰丙酮类配合物有机磷光材料, 并对产物进行了核磁、红外、质谱和元素分析等结构表征及溶解性能、热稳定性和紫外吸收光谱、荧光光谱等发光性能的研究. 结果表明, 此类配合物在二甲亚砜和三氯甲烷等有机溶剂中具有良好的溶解性; 配合物分解温度高, 可达338～360 ℃, 具有较高的热稳定性, 其高温升华现象十分有利于真空热蒸镀薄膜的制备; 此类配合物在紫外-可见吸收光谱上的250～350 nm处出现了强的配体自旋, 允许单重态π-π*跃迁吸收峰, 在400～530 nm处出现了配合物分子内金属铱到配体的单重态和三重态电荷跃迁吸收峰(1MLCT和3MLCT); 同时, 该类铱(Ⅲ)配合物在发射光谱560～600 nm处出现了强的黄光发射, 并且在室温下表现出较高的荧光量子效率.     

I2-环己烯复合物的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算研究

实验得到I2-环己烯电荷转移复合物的电子吸收光谱和共振拉曼光谱.用密度泛函方法计算了复合物的基态结构、振动频率和电子跃迁能.计算和吸收光谱实验结果表明,I2-烯烃复合物在约300nm处的强吸收带为pz(I17)→π*(C=C)跃迁,即由靠近C=C双键端的碘原子(I17)上的一个pz电子向C=C双键反键轨道跃迁引起的吸收.在约300nm共振拉曼光谱的强度模式表现为I—I伸缩振动模和C=C伸缩振动模的基频、泛频及其组合频,表明在该激发态上I2-环己烯复合物经历了显著的I—I和C=C的价键变化.     

配合物[Fe(CO)x(Ph2Ppy)y(HgCl2)z](x=3, 4; y=1, 2; z=0, 1, 2)的Fe-Hg相互作用及31P化学位移的理论研究

用密度泛函理论PBE0法计算配合物[Fe(CO)x(Ph2Ppy)y(HgCl2)z](1: x=4, y=1, z=0; 2: x=3, y=2, z=0; 3: x=4, y=1, z=1; 4: x=3, y=2, z=1; 5: x=4, y=1, z=2; 6: x=3, y=2, z=2)的几何构型, 用PBE0-GIAO法计算配合物1~6的31P化学位移. 计算结果表明, 含2个Ph2Ppy的配合物5和6的Fe—Hg相互作用略大于含单个Ph2Ppy的配合物3和4. 含2个HgCl2的配合物4和6存在Fe—Hg σ键, 比含单个HgCl2的配合物3和5的Fe—Hg相互作用强, 配合物3和5的Fe—Hg相互作用以Fe→Hg和Fe←Hg离域为主. 配合物3中Fe的负电荷比5的小, 故配合物5的Fe—Hg相互作用比配合物3的强且Fe→Hg离域比较显著, 而配合物3的Fe←Hg离域更显著. Fe—Hg相互作用增大了双核配合物中P核周围的电子密度, 其31P化学位移比相应的单核配合物小, 且含2个HgCl2的双核配合物的31P化学位移更小. 含单个Ph2Ppy的配合物的31P化学位移小于含2个Ph2Ppy的配合物.     

有机/聚合物π半导体的四元设计原理

从物质结构的角度来看,有机/聚合物半导体是以组合π-轨道为主要电荷载流子输运通道的分子凝聚态固体.其化学本质是π系统,可以通过π-轨道的分子工程技术来巧妙地合成.本文以自己课题组的工作为主线,从物理有机化学的角度,阐述了有机/聚合物半导体设计的基本四要素,即电子结构、空间位阻、构象与拓扑以及超分子弱作用.同时,总结了四个单元要素在有机/聚合物半导体设计方面的研究进展,并展望了四元设计正成为科学家的一种重要思维模式.     

折叠型双银配合物电子结构与相关性质

在密度泛函B3LYP/LanL2DZ的水平上,对具有π-π弱相互作用调控的折叠型银配合物Ag₂(MPTQ)₂²⁺进行计算研究。探讨该配合物的电子结构、成键特征、π-π弱相互作用机理、电荷布居及其相关性质。计算结果表明,Ag…Ag之间存在弱的直接相互作用,HOMO主要布居在配体中芳香环的σ-p轨道、S的σ-p轨道及与S相连的C12的S轨道上,LUMO主要布居在配体中芳香环的π^*-p轨道上,基态电子光谱主要是配体中的n→π^*跃迁产生的电荷转移光谱。论文还讨论了分子间π-π弱相互作用的本质及活性部位等。计算结果能较好地解释实验现象与规律。     

以主族元素为桥的梯形化合物的光电性质

梯形化合物具有大的平面π共轭结构, 不会产生构象扭曲, 可以有效增加π共轭长度, 因而表现出非常好的光电性质. 将主族元素引入到梯形化合物骨架中作为桥接单元不仅可以固定其结构而且由于主族元素和π共轭骨架之间的轨道相互作用, 可以实现对这类化合物光电性质的调节. 采用密度泛函理论对一系列主族元素桥的梯形化合物的结构和光电性质进行了理论研究, 从而可更好地理解和预测这类化合物的性质. 研究发现, 这类化合物的电子结构可以通过引入主族元素进行调节. 由于具有更大的π共轭程度, 四主族元素桥化合物的吸收与双主族元素桥化合物相比有明显的红移, 而且荧光寿命较短. 另外, 通过计算离子化势(IPs)、电子亲和能(EAs)和重组能(λ)考察了这类化合物的电子和空穴注入及传输性质. 研究发现, 四主族元素桥化合物表现出更强的电子和空穴注入能力.     

Formation of a pseudorotaxane, capable of sensing cations via dethreading molecular motion, from a cryptand and bipyridinium salts

A new type of cryptand-based pseudorotaxane was prepared, utilizing a novel cryptand incorporating two aromatic rings as a wheel component, combined with various bipyridinium salts as the axle component. These pseudorotaxanes exhibited charge-transfer absorption at approximately 380 nm due to π-electron interactions between the cryptand and the bipyridinium salt. Upon addition of one equivalent of sodium ion to the pseudorotaxane, this absorption was observed to disappear as a result of displacement of the bipyridinium salt by the sodium.     

以苯基吡唑为主配体的Ir配合物电子结构和光谱性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)的B3LYP方法对以苯基吡唑ppz为主配体的4种Ir配合物Ir(ppz)₃, Ir(ppz)₂(acac), Ir(ppz)₂(pic)和Ir(ppz)₂(dbm)的电子结构和光谱性质进行了理论研究. 计算结果表明, 辅助配体的改变对Ir配合物的最高占据轨道(HOMO)的影响不大, 但会显著的降低分子最低空轨道(LUMO)的能级, 从而调节Ir配合物的HOMO和LUMO间的能隙. 4种配合物对应的发射跃迁分别为Ir(ppz)₃:d(Ir)+π(ppz)→π*(ppz); Ir(ppz)₂(pic):d(Ir)+(ppz)→π*(pic); Ir(ppz)₂(acac), Ir(ppz)₂(dbm):d(Ir)+π(acacdbm)→π*(acacdbm). 金属配合物的发光颜色可以通过选择合适的辅助配体调节.     

Optical Properties of Porous Glass Modified with Vanadium(V) Oxide

Porous glasses modified with vanadium(V) oxide were obtained by impregnation with aqueous NH₄VO₃ solutions and by subsequent thermal decomposition of the salt. Changes in the charge-transfer spectra, resulting from an increase in the content of the deposited oxide and from water sorption, and also the possibility of using vanadium-containing glass for visual monitoring of air humidity were considered.     

Low-molecular-weight photoresponsive supramulecular hydrogel based on a dicationic azobenzene-bridged pyridinium hydrogelator

Photoresponsive supramolecular hydrogel was fabricated from a small azobenzene-bridged dicationic pyridinium salt in the aqueous solution. The UV-vis light triggered reversible gel-sol transformation of such low-molecular-weight supramolecular hydrogel was systematically investigated through various analytical techniques.     

4-硝基咪唑A-带激发态结构动力学

通过共振拉曼光谱实验和量子化学计算的方法研究了4-硝基咪唑(4NI)A-带激发态衰变动力学.对4NI的振动光谱、紫外电子吸收光谱、荧光光谱和共振拉曼光谱进行了指认.在全活化空间自洽场法(CASSCF)/6-31G(d)计算水平下获得了单重激发态S1(nOπ*)和S2(ππ*)和势能面交叉点S1(nOπ*)/S2(ππ*)的优化几何结构和能量,分析了A-带共振拉曼光谱的强度模式特征,获得了短时结构动力学,并结合全活化空间自洽场法(CASSCF)理论计算结果确定了4NI在S2(ππ*)态衰变通道主要是S2,FC→S2,min(ππ*)→S0辐射弛豫.